zt 中国科技部：高温气冷堆

2001年07月24日     来源：科技部

2000年12月，国家863计划重大项目——10兆瓦高温气冷实验反应堆在北京建成，并成功达到临界。

我国高温气冷堆技术的研究发展工作始于七十年代中期，主要研究单位是清华大学核能技术设计研究院。1986年国家863计划启动后，高温气冷堆被列为能源领域的一个研究专题，在国内有关单位的协作下，完成了一些重大的创新，既确保了安全可靠，又简化了系统，达到了世界领先的水平。

那么，高温气冷堆究竟是什么呢？这要从反应堆说起。

通俗地说，反应堆就是“原子锅炉”， 是通过控制核燃料的反应来产生原子能的装置。通常，反应堆的核燃料是铀235，在中子的作用下能够产生核裂变。一个铀235原子核吸收一个中子以后，会分裂成两个较轻的原子核，以热的形式释放出能量，并产生两个或者三个新的中子。在一定的条件下，新产生的中子会引发其它的铀235原子核裂变，这种反应延续下去，就是“链式裂变反应”。要形成“链式裂变反应”，不仅铀235要达到一定数量，还必须用慢化剂把高能量的中子减慢为“热”中子。控制反应堆中核燃料的反应使核能缓慢释放，并用载热剂从反应堆中导出热量，就能对核能加以利用。

现在世界上大部分反应堆用的是金属管棒状燃料元件，载热剂是水，不耐高温。即使是压水堆，最高温度也只能达到328摄氏度。而高温气冷堆的载热剂是氦气，用石墨作为慢化剂和结构材料，通过高科技工艺制造球形包覆燃料元件。它的堆芯温度可达1600摄氏度，氦气出口的温度高达900摄氏度，这是其它任何类型的反应堆都达不到的。

与一般的反应堆不同，清华大学核研院设计建造的10兆瓦高温气冷堆是一种新型的反应堆，不仅保证了先进性和安全性，经济效益也很突出。

首先，高温气冷堆具有固有的安全性。它的反应控制和压力调节简单，安全系统大为简化。即使失去冷却，全陶瓷的燃料元件也会逐渐降温，任何时候都不会发生烧毁的事故。

其次，高温气冷堆是按照模块化概念和准则设计建造的，避免了施工现场的大量焊接和检验工作，建造周期仅为2到3年；还可以连续装卸燃料，发电效率从压水堆的35%左右提高到了45%左右，在经济上可以和普通的热电厂一争高下。

最重要的，是高温气冷堆可以产生900摄氏度的高温工艺热，除了发电以外，还具有广泛的工业用途。

10兆瓦高温气冷实验堆是我国实施863计划取得的一项重要成果。 最近，国际上提出了“第四代先进核能系统” 的概念，要求具有良好的固有安全性，在事故状态下不会对公众造成伤害，并且建设周期短，在经济上能够与其他发电方式相竞争。10兆瓦高温气冷堆是最有希望成为“第四代先进核能系统”的技术之一，为我国核能事业的发展作出了贡献。